模具检测技术的发展趋势

1.输出量由模拟量向数字量转变；

2.测量精度由低到高；

3.检测方式由接触式向非接触式转变；

4.在线测量技术越来越得到重视；

5.在机测量技术迅速发展。

 

一.检测方式由接触式向非接触式转变

 

采用接触式测量的设备主要有接触式三坐标测量机和便携式关节臂等。这类检测设备具有精度高、可靠性强等优点，但是，接触式检测速度慢，会磨损测量表面，检测过程须对探头做半径补偿，也无法对软物质表面进行测量，同时存在检测盲区。

 

非接触式检测使用到的仪器设备主要有：激光跟踪仪、激光扫描仪、白光测量系统以及蓝光检测系统等。这类检测设备具有对工件无磨损、测量快、易装夹、易操作等特点，同时，相比接触式测量，非接触式测量存在着精度偏低的缺点，因此，这也成了非接触式测量仪器的重点研究方向。

 

二.在线测量技术越来越得到重视

 

原来那种加工完成后交由检测部门进行公差和精度验证的方式已经越来越不能适应现代模具企业的生产，而完成各种工装与模具的现场尺寸测量与验证，并实时监控、反馈装配与加工的质量，为生产过程的调整以及品质检控提供依据的在线测量技术，成了模具检测技术的必然趋势。

 

而要求测量设备工作在车间现场，这就要求模具检测技术在两个方向进行努力与调整：

 

1.能够克服车间环境对精密测量系统的影响，并能够适应现场生产对于高效率的要求。不同于计量室，生产现场将面临着环境温度条件无法达到像计量室那样严格的控制，同时还存在着对测量精度有着严重影响的振动、粉尘、油污等状况。要适应在车间现场的测量需要，测量系统需要配备温度补偿系统，通过软件和传感器补偿由于温度变化对测量精度的影响。

 

2.考虑到车间现场特殊环境、测量效率以及与生产线进行整合等一系列的要求，测量厂家需要通过系统解决方案或者说是交钥匙工程的方式，帮助用户解决这方面的问题，这包括了隔振系统的设计、温控间设计与建立、手动和自动上下料系统以及各种专用与通用夹具等方面的内容。

 

三.在机测量技术迅速发展

 

为了更快地验证新工艺的准确性，更及时地发现机床工具的不良状态，提高加工合格率和缩短工期，在机测量技术的发展将更加迅速。

 

在机测量系统包括：安装在机床上用以收集工件质量数据的机床测头，及其配置的测量软件或者测量程序，检测过程由机床控制完成，并最终于机床控制器或者于电脑测量软件中显示测量数据及报告。一般，在机测量技术的应用分为简单的辅助加工测量和全面的质量检测。

 

辅助加工测量又分三类：

 

第一类，加工坐标系精度补偿

 

通常，加工坐标系精度全部依赖工件在工装上的定位精度，由于人为操作误差及工装本身精度等原因，加工坐标系的精度并不是很可靠，所以在加工之前，应用在机测量系统精建坐标系，并据此回补机床的加工坐标系，将为良好的加工质量奠定基础。

 

第二类，工装状态监测

 

工装的状态严重影响工件的定位精度，所以，利用在机测量技术验证工装的精度是大批量生产线常采用的手段，许多汽车动力总成生产线，就在工艺中安插了工装在机测量的环节。

 

第三类，关键特征工序控制测量

 

当工件原料昂贵、难以加工或其他原因需要控制废品率，或者新产品新工艺处于验证阶段，急需要最快的验证手段以缩短研发周期时，可以对工序中的某些关键特征进行在机测量，实时指导下一道工序加工，提高加工质量，同时，免除使用其他非在机测量手段导致的工件搬运成本、工期时间浪费以及工件再次返工时带来的重定位累积误差。

 

全面的在机质量检测是在机测量技术的另一个重要的典型应用，模具通常是返修率高的工件，在加工过程中控制难度比较大，非常需要在工件初加工甚或在毛坯件时就能明确其尺寸质量，以减少不合格品数量甚至追求100%的合格率，这时，在机测量不但成为加工者的指导者，而且可以充当终检的裁判。

 

软件和硬件是在机测量技术的发展核心：

 

（1）借助于在机测量软件，应实现特征三维的形位公差检测与评价，提供翔实的测量报告，还能够把测量数据纳入统计分析数据库，用以统计分析加工过程能力；同时，专业高精密测量软件有待进一步的开发。

 

例如，现阶段主要的精密模具破损检测方法包括：基于K均值聚类算法的精密模具破损检测方法、基于BP神经网络算法的精密模具破损检测方法和基于高斯曲线拟合算法的精密模具破损检测方法。其中，最常用的是基于高斯曲线拟合算法的精密模具破损检测方法，而利用高斯曲线拟合算法进行精密模具破损检测，假设破损区域过于微小，将造成采集的精密模具图像像素特征发生混淆，无法获取最优的破损检测结果，从而降低了精密模具破损检测的准确性。为了避免传统的算法在精密模具破损区域过于微小的情况下存在的缺陷，新算法、新软件的研究变得十分迫切。

 

（2）在机测量硬件通常包括：无线电机床测头、红外线机床测头及在机刀具测量设备—对刀仪等，而新式声学、光学探头的研究与集成也将是在机检测技术的发展方向之一。